基于曲面分片的五轴刀具轨迹规划

为了提高自由曲面的加工效率,根据自由曲面的几何特性,提出了基于主曲率和近邻传播聚类的曲面分片算法。将大型复杂曲面划分为不同的数控加工子曲面区域,对不同的区域采用不同的刀具以及路径生成方法。通过实例进行路径计算,结果表明提出的方法可以有效提高复杂曲面的加工效率。     

复杂自由曲面NC加工自适应刀具轨迹规划

为了提高复杂自由曲面NC加工的加工精度和效率,分析自由曲面的特征参数,提出基于主曲率和区域增长的自由曲面分片算法,把复杂自由曲面分成几何参数相似的曲面片族,对于几何参数相似的曲面片自适应规划适合的刀具轨迹,可有效避免自由曲面NC加工中的干涉问题,提高加工精度和加工效率.     

复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究

基于微分几何理论,对复杂曲面环形刀无干涉刀具路径生成算法进行研究,对复杂曲面进行曲面划分,在此基础上建立环形刀五轴加工模型,进行走刀步长、加工行距和相邻刀触点等的计算,并提出通过选择最佳刀具尺寸和改变刀具姿态进行干涉避免的方法.与其它环形刀刀具路径生成算法相比,本文提出的算法具有更高的准确性和可靠性.     

自由曲面数控加工智能选刀方法的研究与开发

由于自由曲面的几何复杂性,其数控加工的刀具干涉判别和刀具选取往往依靠数控机床编程工程师的经脸,致使加工的安全性、精度、效率及可靠性得不到有效保证.采用改进的遗传算法获取自由曲面的点云数据,在自主开发的系统中重构自由曲面.研究自由曲面加工刀位面生成的几何机理,根据刀具类型和几何尺寸,自动生成自由曲面数控加工的刀位面,可视化判别是否发生刀具干涉.将改进的快速排序算法应用到智能选刀模块,通过对常用类型和尺寸的刀具进行干涉排查,在避免干涉的前提下,智能选取最优化的加工刀具.对三种加工方案进行了测试,验证了智能选刀方法的正确性.     

数控加工中自由曲面干涉区域求解算法的研究

质量和效率是自由曲面零件数控加工所追求的一对相对矛盾的目标,本文就解决这一问题的自由曲面零件分片加工方法中的关键问题－自由曲面的干涉区域求取,提出了利用自由曲面的几何信息通过优化和迭代方法进行干涉区域快速跟踪求取的算法,保证了求取的快速,可靠,并通过具体的计算实例验证了算法的有效性。     

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响，尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题，提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略，建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型，并用实例加以验证，取得了满意的效果。     

自由曲面五坐标端铣加工干涉避免的研究

基于平底端铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再通过刀具圆柱面与曲面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式.利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉.与用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉的方法相比,该方法更合理、更实用.     

非球面刀具数控加工模具型腔的无干涉路径规划

在球面刀具干涉处理算法的基础上 ,对模具型腔自由曲面NC三轴加工中平头刀的刀具轨迹的干涉处理技术进行了分析。将干涉处理从三维空间问题分解为2个二维空间问题 ,并提出相应的干涉处理方法。该算法具有干涉处理彻底、处理效率高等优点     

双刀并行磨削雕刻曲面刀具路径规划

为提高加工效率并改善加工质量,研制了一种新型双刀具并行磨削的CNC系统,并针对其双刀并行工作的特点,提出了一种双磨针并行磨削雕刻曲面的路径规划算法。采用了独特的圆弧曲面作为刀具运动的驱动面,使驱动面的曲率半径与刀具摆动半径一致,实现双2—1／2轴联动。并对双磨针并行磨削进行了运动解耦,避免了五轴联动,并研究了防止刀具间干涉的运动规划。最后给出了一个应用实例。     

圆环面刀五坐标铣削加工复杂曲面干涉避免研究

将圆环面铣刀等效为变直径平底铣刀,基于圆环面铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再利用通过圆环面刀圆角中心线的圆柱面与曲面等距面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式。利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉。此方法比起用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉,是一种更全面、合理、可行的实用方法。     

基于八叉树和方向包围盒的自由曲面加工干涉检查的简化算法

基于分层方向包围盒（OBB）和八叉树空问剖分法，采用分离轴理论，利用离散刀位点间的关联性。针对自由曲面五轴加工的全局干涉问题，给出了一种刀具干涉初步检测的简化算法。应用八叉树的分层结构，只有节点发生干涉，才需要对子节点进行进一步处理。由于刀具路径离散位置的连续性，采用设置缓冲区法来减少需要处理的节点数，从而有效降低了算法的复杂性。     

数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验

碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一.文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题:把碰撞干涉分为四种情况,对其分别提出不同的检验方法,并阐述了具体的解决方案.这些方法对3-5轴数控机床均适用.其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题,即根据曲面到刀轴最小距离判断刀具是否与曲面发生干涉.     

面向加工效率的曲面刀具路径优化方法

针对曲面数控加工中加工效率低的问题,提出了一种提高曲面类零件加工效率的刀具路径优化方法。首先对刀具路径优化问题进行描述,提出了刀具路径与加工效率的关系模型;再建立了以机床加工效率为优化目标,以主轴转速、进给量、切削功率、主轴力矩、加工行距为约束的优化模型;并根据曲面加工行距和加工质量的影响,对曲面离散化而生成合理的刀触点;利用蚁群算法对刀触点的连接顺序及无重复走刀方式进行优化求解。最后通过案例验证了该方法的有效性。     

自由曲面平头立铣刀五轴数控加工轨迹的计算方法

提出了一种在参数坐标系下自适应步长和行距的计算方法 ,该算法考虑了不同刀具接触点处的曲率差异 ,在满足加工精度和粗糙度的前提下 ,又能有效地提高加工效率。该算法适合加工汽车车身模具等曲率变化大的曲面。文中还给出了刀位计算公式。     

鼓形刀密切法加工复杂曲面刀位轨迹生成

复杂曲面加工的刀具路径规划以往多是针对圆柱刀,圆锥刀等外形相对简单的刀具。与此相比,鼓形刀曲率可以很大,位姿变换较为灵活。为扩展其在凹形曲面等直纹面侧铣加工中的应用,基于密切法加工模型构架,引入鼓形刀侧圆弧半径和纬线半径,推导鼓形刀侧铣加工刀轴矢量、刀心位置的公式表达。根据密切法加工适应判别条件,由刀具几何性质论证了鼓形刀密切法加工条件不仅与曲面曲率有关,还受刀具姿态本身影响。通过算例验证了鼓形刀密切法加工刀位轨迹生成的可行性。     

UG二次开发在三阶切触加工刀位规划中的应用

非球头刀五轴数控加工可以通过调整刀具姿态,使得在刀触点处刀具包络曲面充分逼近理论设计曲面,从而显著提高给定精度下的切削带宽.研究了非球头刀宽行五轴加工自由曲面的三阶切触法,通过UG API几何造型的方法,精确计算切削带宽,并利用UG二次开发实现了平底刀加工自由曲面的刀位规划.算例结果表明该软件系统生成的刀具路径能显著提高加工效率.     

模具型腔的加工方法及刀具的选择

在ＣＡＤ／ＣＡＭ中，汽车表面覆盖件模具型腔的形状通常用自由曲面表示，自由曲面的加工有两种方法，即偏置法和轮廓图法。我们采用轮廓图法对自由曲面进行加工仿真，在这种方法中，影响加工效率的因素主要是刀具的类形、尺寸及切削层的数量。从这两个因素出发，讨论了如何选择刀具、尽量减少模具型腔加工时间的方法     

基于PowerMill雕像的5轴加工应用

在5轴加工中对雕像的应用,对刀具的选择及切削参数尤为重要,雕像是由复杂的曲面组成,形状复杂且细节特征较多,所以在加工中选择采用5轴联动机床,制定工艺路线,基于PowerMill软件的5轴策略,设置加工区域,刀轴应用等参数,以雕像模型加工为实例,给出5轴加工曲面投影加工方法,编写刀具轨迹,运用PowerMill软件定向开粗和5轴联动加工生成刀具路径。     

自由曲面数控加工混合刀具路径生成算法研究

为了解决自由曲面数控加工中大量微小直线段逼近刀轨曲线带来的加工效率低,切削不平稳,加工表面光洁度差等问题,提出一种由直线段和B样条组成的混合刀具路径生成算法,包括多准则刀位分段点识别法和主特征点自适应拟合法。多准则刀位分段点识别法首先通过点距准则提取刀具路径中的长直线段分段点,其次采用K-cosine和三点构圆准则对拐角分段点进行一次和二次筛选,最终得到刀位点列所有分段点。主特征点自适应拟合法根据离散刀位点的曲率信息提取主特征点作为初始拟合点集进行B样条曲线的最小二乘拟合,通过对拟合误差的判断自适应地添加主特征点,不断迭代该过程找到目标曲线。实验表明:所提出的多准则刀位分段点识别法能够准确识别刀具路径中的分段点,主特征点自适应拟合法在控制顶点数以及计算效率上均优于传统递增法,生成的混合刀具路径在自由曲面数控加工中有效可行,具有一定理论意义和工程应用价值。     

复杂曲面高效加工的环切刀具路径生成方法

提出一种适用于复杂曲面高效加工的环切刀具路径生成方法,该方法以平面封闭三次B样条曲线族作为导引线,运用复杂曲面笔式加工插补算法实现曲面局部区域的加工.导引曲线由封闭控制多边形顶点,通过逐层内等距,得到内偏置控制多边形的顶点,进而生成B样条导引曲线环.该方法提高了复杂曲面局部加工的效率,而且用B样条曲线描述刀具路径,为实现复杂曲面高效、高精度加工奠定了理论基础,并通过实例验证了算法的有效性.